1. 研究目的与意义
1、近年来双疏表面的研究已成为一个新热点,其是通过改变固体的表面能和表面形貌来实现对固体材料表面浸润性控制,使固体表面同时起到疏水疏油的作用。
2、双疏表面在疏水、疏油、防污染、自清洁、低摩擦性等方面表现出巨大的应用潜力。如防止石油等物质对管道的黏附,减少管道堵塞及运输过程中的能量损耗问题;也可应用于纺织物上以制备防水、防油、防污染的服装;还能用于汽车、建筑物玻璃幕墙上以达到防水、防尘、防雾的要求,减少雨刮器的使用及降低清洁工工作的危险性等等。
3、较单纯的疏水/油涂层的制备,目前现有的双疏涂层制备方法存在以下不足:需要特殊设备、不利于大面积施工;对底材有特殊要求、只适用于特定表面;且成型工艺复杂,成本高昂,如看了多篇文献中双疏表面的制备是使用含氟聚合物或氟硅杂化材料。所以本实验将制备含硅材料,通过配置含有不同化学成分的含硅溶液,得到最好配置的含硅材料组分,使得降低成本,简化工序,最终使其在众多工业领域及日常生活中可以有广泛的应用前景。
2. 国内外研究现状分析
①tsujii等人使用两块铝片分别作为为阴、阳极,电解液采用硫酸,通过电化学方法使阳极上的铝片被硫酸腐烛,从而使铝片表面形成一定粗糙度,最终通过低表面能物质进行表面修饰制备双疏表面。
②周峰等人以硫酸钠的水溶液通过化学腐烛的方法在铝及其合金表面构建粗糙表面,然后涂装十三氟辛基三氯硅院的水解液,表干后于120℃固化1h,得到超双疏涂层。还通过阳极氧化在钛或者钛合金表面形成微米级粗糙度,然后通过二次阳极氧化在表面形成纳米管阵列,整体构成纳微结构,最终通过低表面能物质修饰制备了双超涂层。
③tian等人通过电化学沉积法在金属表面沉积出金字塔结构,然后使用全氟十二烷基硫醇在金字塔表面形成单分子膜。经过修饰后的双疏表面对油的接触角为145,水的接触角为172。
3. 研究的基本内容与计划
制备含硅材料,主要利用二甲基二甲氧基硅烷来配置含有不同化学成分的含硅溶液,测试水滴以及油滴在涂有含硅材料的玻璃上的滑落时间,最后得到最好配置的含硅材料组分。
2016年2月21日3月31日 收集相关资料撰写开题报告,初步实验
2016年4月1日5月31日 深入研究,形成论文初稿并修改
4. 研究创新点
1、本实验中未采用含氟类化合物,而是采用硅烷化合物,降低了成本。
2、本实验缺乏许多实验中需要用到的仪器和工具,譬如没有接触角测量仪这类器材,所以在测试水滴及油滴在涂有含硅材料的玻璃上的接触角时,采用了一个创新办法,即记录水滴或油滴从玻璃上滑落速度的多少,从而反应出双疏涂层的优劣。
3、研究拟面向实际应用,尝试采用制备涂料的方法来制备双疏涂层,并且通过优化试验方法向简单化、节约化、实用化发展。
